Hlavní obsah

Kurz: Obecná chemie > Kapitola 6

Lekce 2: Iontový zápis chemické reakce

Chemická rovnice s iontovými sloučeninami a iontové rovnice.

Úvod

Jako pilná studentka/pilný student chemie se nejspíš brzy setkáš se spoustou různých reakcí, ke kterým ve vodných roztocích může dojít (možná v nich už i trochu plaveš). Když spolu reagují ionty, rovnice reakce může být zapsána různě - s různou mírou podrobností. Podle toho, jaká část reakce je pro nás důležitá, se můžeme rozhodnout, jestli použijeme rovnici obsahující i ty ionty, které nereagují, nebo jen ty ionty, které se reakce účastní.

Definice: molekulární, úplně iontové a čistě iontové rovnice

Molekulární rovnici se někdy také říká vyvážená chemická rovnice. U molekulárních rovnice jsou všechny sloučeniny brány jako neutrální sloučeniny a zapisujeme je jejich chemickými vzorečky. Stav každé látky poznáme ze zkratky v závorce, který následuje po vzorečku.

Podívejme se teď na reakci, ke které dochází mezi

{AgNO}_{3}

NaCl

. Když se smísí vodné roztoky

{AgNO}_{3}

NaCl

, utvoří se

AgCl

v pevném skupenství a

{NaNO}_{3}

v kapalném skupenství. Dále napíšeme vyváženou molekulární rovnici této reakce:

{AgNO}_{3} (a q) + NaCl (a q) \to AgCl (s) + {NaNO}_{3} (a q)

I kdybychom se na obsah reakční nádoby (kádinky) mohli podívat pod drobnohledem, nenašli bychom molekuly

{AgNO}_{3}

NaCl

, ani

{NaNO}_{3}

. Jelikož jsou

{AgNO}_{3}

NaCl

{NaNO}_{3}

rozpustné iontové sloučeniny, ve vodě se disociují na jednotlivé ionty. Například

NaCl

disociuje do jednoho kationu

{Na}^{+}

na každý anion

{Cl}^{-}

. Tyto ionty jsou stabilizovány iontovými dipólovými interakcemi s okolními molekulami vody.

Pokud ještě neznáš pravidla pro rozpustnost látek (nebo si je potřebuješ v rychlosti zopakovat):

Všechny sodné, draselné, amonné a dusičné soli jsou rozpustné ve vodě.
Většina chloridových, bromidových a jodidových solí je rozpustných ve vodě (kromě těch, které obsahují ${Ag}^{+}$ ‍, ${Hg}_{2}^{2 +}$ ‍ nebo ${Pb}^{2 +}$ ‍).

Pokud si nejsi jistý/á, jak rozepsat rozpustné iontové sloučeniny na jednotlivé kationty a anionty, podívej se na tento článek o polyatomických iontech.

Chlorid sodný ve vodě disociuje na ionty sodíku a chloru a tyto ionty se rozpustí vysoce molárními molekulami vody. Obrázek pochází z: "Salts", OpenStax Anatomy and Physiology, CC-BY-NC-SA 4.0.

Z molekulární rovnice můžeme získat úplnou iontovou rovnici, stačí rozepsat rozpustné iontové sloučeniny na disociované ionty:

{Ag}^{+} (a q) + {NO}_{3}^{-} (a q) + {Na}^{+} (a q) + {Cl}^{-} (a q) \to AgCl (s) + {Na}^{+} (a q) + {NO}_{3}^{-} (a q)

Všimni si, že jsme nezměnili zápis

AgCl (s)

, protože

AgCl

není rozpustný ve vodě. Obecně platí, že rozpustné iontové sloučeniny, silné kyseliny a silné zásady by měly být v úplné iontové rovnici rozepsány na jednotlivé ionty, zatímco nerozpustné soli a slabé kyseliny nebo zásady by měly zapsány standardním způsobem.

Podíváme-li se více zblízka na naši úplnou iontovou rovnici, zjistíme, že

{NO}_{3}^{-} (a q)

{Na}^{+} (a q)

jsou na obou stranách rovnice. Iontům, které se během reakce nemění, říkáme divácké ionty. Divácké ionty jsou na obou stranách rovnice, a tak se navzájem vyrušují - podobně jako se v matematických rovnicích vzájemně odečítají totožné hodnoty:

{Ag}^{+} (a q) + {NO}_{3}^{-} (a q) + {Na}^{+} (a q) + {Cl}^{-} (a q) \to AgCl (s) + {Na}^{+} (a q) + {NO}_{3}^{-} (a q)

Když toto provedeme, získáme čistě iontovou rovnici, ve které už máme pouze to, co se chemické reakce přímo účastní:

{Ag}^{+} (a q) + {Cl}^{-} (a q) \to AgCl (s)

Tato čistě iontová rovnice nám říká, že chlorid stříbrný vznikl z rozpuštěných iontů

{Ag}^{+}

{Cl}^{-}

, nehledě na jejich zdroj. Oproti tomu úplná iontová rovnice nám říká o všech iontech, které se v roztoku při reakci nachází, a molekulární rovnice zase o iontových sloučeninách, které byly použity jako zdroje

{Ag}^{+}

{Cl}^{-}

Tip jak na správné řešení: Jsme zvyklí, že čistě iontové rovnice zapisujeme nejmenšími možnými celými čísly stechiometrických koeficientů. To znamená, že někdy potřebujeme v posledním kroku vydělit všechny stechiometrické koeficienty společným dělitelem, abychom získali konečnou podobu čistě iontové rovnice.

Shrnutí

V čistě iontových rovnicích nalezneme pouze to, co se účastní reakce, zatímco v úplné iontové rovnici najdeme i divácké ionty. Čistě iontovou rovnici konkrétní reakce zjistíme následujícími kroky:

Napiš si vyčíslenou molekulární rovnici reakce i s informací o skupenství každé látky.
Využij znalosti pravidel pro rozpustnost, znalost silných kyselin a silných zásad, a přepiš molekulární rovnici jako úplnou iontovou rovnici, ve které je vidět, které sloučeniny disociují na ionty.
Identifikuj a vyruš divácké ionty (ionty, které se nacházejí na obou stranách rovnice).

Zdroje:

Tento článek byl upraven na základě následujícího článku:

"Writing and Balancing Chemical Equations" z OpenStax Chemistry, CC-BY-NC-SA 4.0

Upravený článek je licencován podle CC-BY-NC-SA 4.0 licence.

Další literatura:

Kotz, J. C., Treichel, P. M., Townsend, J. R., and Treichel, D. A. (2015). Net Ionic Equations. In Chemistry and Chemical Reactivity, Instructor's Edition (9th ed., pp. 112-114). Stamford, CT: Cengage Learning.

Zkus si to!

Kyselina sírová

H_{2} {SO}_{4} (a q)

je silná kyselina, která se ve vodném roztoku kompletně disociuje na 2 kationty

H^{+}

a anion

{SO}_{4}^{2 -}

. Hydroxid sodný

NaOH (a q)

je silná zásada, která se ve vodné roztoku kompletně disociuje na kation

{Na}^{+}

a anion

{OH}^{-}

. Když se smísí

H_{2} {SO}_{4} (a q)

NaOH (a q)

, produktem jsou voda a síran sodný

{Na}_{2} {SO}_{4} (a q)

. Molekulární rovnice této reakce vypadá takto:

H_{2} SO_{4} (a q) + 2 NaOH (a q) \to 2 H_{2} O (l) + Na_{2} SO_{4} (a q)

Která z následujících možností je vyčíslená čistě iontová rovnice reakce mezi $H_{2} {SO}_{4} (a q)$ ‍ a $NaOH (a q)$ ‍?

Chceš se zapojit do diskuze?

Přihlášení

Setřídit podle:

Zatím žádné příspěvky.

Umíš anglicky? Kliknutím zobrazíš diskuzi anglické verze Khan Academy.